南邮光纤通信系统第4章1节作业

光纤通信作业[大全5篇]第一篇：光纤通信作业2-1光纤由哪几部分组成？答：光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。

2-2在光脉冲信号的传播过程中，光纤的损耗和色散对其有何影响？2-3单模光纤有哪几种类型？各有何特点？答：单模有G.652、G.653、G.654、G.655四种类型。

G.652光纤的特点是当工作波长在1310nm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤损耗的限制。

G.653光纤的特点是色散零点在1550nm附近。

G.654光纤的特点是降低1550nm波段的衰减，一般为0.15~0.19dB/km,典型值为0.185dB/km,其零色散点仍然在1310nm 附近，但在1550窗口的色散较高，课达18ps/(nm·km)。

G.655光纤的特点是色散点在1550nm附近，WDM系统在零色散波长处工作很容易引起四波混频效应，导致信道间发生串扰，不利于WDM系统工作。

2-4光纤的归一化频率和各模式的归一化截止频率的关系是什么？光纤单模传输的条件是什么？2-5光纤的特性有哪些？答：几何特性、传输特性、机械特性、温度特性四种。

2-6光缆的结构有哪些？答：光缆一般由缆芯、护层和加强芯组成。

2-7常用的光缆有哪几种类型？答：层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、束管式结构光缆、带状结构光缆、单芯结构光缆、特殊结构光缆。

第二篇：光纤通信作业1一、填空题1、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长为、。

2、光源的作用是将变换为光检测器的作用是将3、在光波系统中得到广泛应用的两种光检测器是。

4、光传输设备包括5、光纤通信是以为载频，以6、光发送机主要由、和组成。

7、被称为“光纤之父”的是8、中国第一条海底光缆建成于二、简答题1、光纤通信主要有哪些优点？2、简述未来光网络的发展趋势及关键技术。

3、全光网络的优点是什么？第三篇：光纤通信_结课作业光纤通信学院：学号：姓名：电子信息工程学院1xxxxxxxxx摘要：光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。

习题参考答案1.光纤连接器的作用是什么？答：光纤连接器的作用是实现光纤之间活动连接的光无源器件，它还具有将光纤与其它无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。

2.我国常用的光纤连接器有哪些类型？答：我国常用的光纤连接器有FC、SC和ST三种类型连接器。

3.光纤连接器的结构有哪些种类？分析各自的优缺点。

答：光纤连接器的结构主要有套管结构、双锥结构、V形槽结构、球面定心结构和透镜耦合结构。

套管结构设计合理，加工技术能够达到要求的精度，因而得到了广泛应用。

双锥结构的精度和一致性都很好，但插针和基座的加工精度要求极高。

V形槽结构可以达到较高的精度，但其结构复杂，零件数量多。

球面定心结构设计思想巧妙，但零件形状复杂，加工调整难度大。

透镜耦合结构降低了对机械加工的精度要求，使耦合更容易实现，但其结构复杂、体积大、调整元件多、接续损耗大。

4.光纤耦合器的作用是什么？答：光纤耦合器的作用是将光信号进行分路、合路、插入、分配。

5.光纤耦合器常用的特性参数有哪些？如何定义这些参数。

答：光纤耦合器常用的特性参数主要有：插入损耗、附加损耗、分光比、方向性、均匀性、偏振相关损耗、隔离度等。

插入损耗定义为指定输出端口的光功率相对全部输入光功率的减少值。

附加损耗定义为所有输出端口的光功率总和相对于全部输入光功率的减小值。

分光比定义为耦合器输出端口的输出功率相对输出总功率的百分比。

方向性定义为在耦合器正常工作时，输入端非注入光端口的输出光功率与总注入光功率的比值。

均匀性定义为在器件的工作带宽范围内，各输出端口输出功率的最大变化量。

偏振相关损耗是指当传输光信号的偏振态发生360 变化时，器件各输出端口输出光功率的最大变化量。

隔离度是指某一光路对其他光路中的信号的隔离能力。

6.简述系统对波分复用器与解复用器要求的异、同点。

答：系统对波分复用器与解复用器共同的要求是：复用信道数量要足够多、插入损耗小、串音衰减大和通带范围宽。

波分复用器与波分解复用器的不同在于：解复用器的输出光纤直接与光检测器相连，芯径与数值孔径可以做得大些，因此制造低插入损耗的解复用器并不太难；而复用器的输出光纤必须为传输光纤，不能任意加大芯径和数值孔径，而减小输入光纤的芯径和数值孔径，又会增加光源到输入光纤的耦合损耗，所以复用器的插入损耗一般比较大。

光纤通信与数字传输习题解题指导南京邮电大学通信与信息工程学院Chap.1 No.2比较五代光纤通信系统的主要特点与差别O参见1.1,注意各代系统在传输容量和关键技术上的区别。

Chap.1 No.1光纤通信有哪些优点?参见1.2.1 oChap.1 No.3为什么使用石英光纤的光纤通信系统中，工作波长只能选择850nm、131 Onm、1550nm 三种。

参见1.3.2,由丁•口前使用的光纤均为石英光纤，而石英光纤的损耗一波长特性中有三个低损耗的波长区，即波长为850nm、1 31 Onm > 1 550nm三个低损耗区。

为此光纤通信系统的工作波长只能是选择在这三个波长窗口。

Chap.2 No.1光纤产生衰减的原凶是什么？衰减对通信有什么影响？……则该光纤的衰减系数a为多少？光纤产生衰减的原因包括吸收、散射和辐射。

衰减会导致信号功率损失，造成接收困难。

^(i55On m)= Wlg(P i yP(J/L=101g(4/3)/5-0.25dB/km Chap.2 No.3光纤中产生色散的原因是什么？色散对通信有什么影响？光纤的色散是由于光纤中所传输的光信号不同的频率成分和不同模式成分的群速度不同而引起的传输信号畸变的一种物理现象。

色散会导致传输光脉冲的展宽，继而引起码间干扰，增加误码。

对于高速率长距离光纤通信系统而言，色散是限制系统性能的主要因素之一。

Chap.2 No.2光脉冲在光纤中传输时，为什么会产生瑞利散射？瑞利散射损耗的大小与什么有关？瑞利散射是由于光纤内部的密度不均匀引起的，从而使折射率沿纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小。

光在光纤中传输时，遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生了散射。

瑞利散射损耗的大小与1//成正比。

Q押3忧磴彳并6Chap.2 No.4光纤中色散有儿种？单模传输光纤中主要是什么色散？多模传输光纤中主要存在什么色散？从产生机理而言，光纤中的色散主要包括材料色散、波导色散和模式间色散。

第4章作业学号姓名成绩一、填空题1．不需要电源的光器件叫。

常见的无源光器件有：光纤连接器、光耦合器、光纤光栅、光滤波器。

2．光纤的连接损耗分为外部损耗和内部损耗，由光纤中间的连接错位引起的损耗为，由光纤的波导特性和几何特性差异导致为。

3．在光纤通信中，能够把多个光信号耦合到一起，或能将光信号分到多根光纤中的器件就是。

4．某输出端口的功率除了有来自希望的输入端口外，还有来自不希望的输入端口的功率，二者之比叫。

5．光纤光栅是指一段折射率沿长度呈周期性变化的光纤。

利用光纤材料的光敏性质制作而成，目前最常用的制作方法是。

6．光滤波器主要应用于系统。

7．熔锥式光纤耦合器做成的波分复用器，其耦合长度为时，可实现1.31μm和1.55μm的分离。

8．光开关的作用是（三个字）。

9写出被布拉格光栅反射回去的光波长满足条件：。

二、选择题1．光纤连接的使用场合不包括。

（）A．光源与光纤之间的连接B．光纤与光纤之间的连接C．光纤与光检测器之间的连接D．光交叉复用连接2．一个8×8的耦合器所需的2×2的耦合器数目为。

（）A．4 B．8 C．12 D．163．下列哪一种光栅节距呈线性变化？（）A．光纤布拉格光栅B．啁啾布拉格光栅C．长周期光栅D．特殊光栅4．只能用作合路器的是？（）A．T型耦合器B．定向耦合器C．星型耦合器D．波分复用器三、判断题1．附加损耗和回波损耗越小越好。

（）2．用熔接法连接的光纤是可拆卸连接。

（）3．光隔离器是互易器件。

（）4波分复用器是和波长无关的光纤耦合器。

四、问答题1．简述三种光纤连接的方法。

2．列举四种光开关，说说它们的工作原理。

3．光纤耦合器的作用是什么？4．光纤耦合器的分波原理是什么？何谓3dB耦合器？。

习题二1．光波从空气中以角度1θ=33°投射到平板玻璃外表上，这里的1θ是入射光与玻璃外表之间的夹角。

根据投射到玻璃外表的角度，光束一局部被反射，另一局部发生折射，如果折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，请问玻璃的折射率等于多少？这种玻璃的临界角又是多少？解：入射光与玻璃外表之间的夹角1θ=33°，那么入射角57i θ=°，反射角57r θ=°。

由于折射光束和反射光束之间的夹角正好为90°，所以折射角33y θ=°。

由折射定律sin sin i i y y n n θθ=，得到sin /sin sin 67/sin 33y i y n θθ==〔自己用matlab 算出来〕其中利用了空气折射率1i n =。

这种玻璃的临界角为1arcsinc yn θ=〔自己用matlab 算出来〕 2．计算1 1.48n =及2 1.46n =的阶跃折射率光纤的数值孔径。

如果光纤端面外介质折射率 1.00n =，那么允许的最大入射角max θ为多少？解：阶跃光纤的数值孔径为max sin 0.24NA θ==允许的最大入射角()max arcsin 0.24θ=自己用matlab 算出来3．弱导阶跃光纤纤芯和包层折射率分别为1 1.5n =，2 1.45n =，试计算〔1〕纤芯和包层的相对折射率∆；〔2〕光纤的数值孔径NA 。

解：阶跃光纤纤芯和包层的相对折射率差为2212210.032n n n -∆=≈光纤的数值孔径为0.38NA4．阶跃光纤纤芯的折射率为1 1.5n =，相对折射〔指数〕差0.01∆=，纤芯半径25a m μ=，假设01m λμ=，计算光纤的归一化频率V 及其中传播的模数量M 。

解：光纤的归一化频率2233.3V a n ππλλ=⋅=光纤中传播的模数量25542V M ≈=5．一根数值孔径为0.20的阶跃折射率多模光纤在850nm 波长上可以支持1000个左右的传播模式。

光纤通信技术四个阶段作业单项选择题一阶段作业单项选择题（共20道小题，共100.0分）1.在目前的实用光纤通信系统中采用___________ 调制方式，即将调制信号直接作用在光源上，使光源的输出功率随调制信号的变化而变化。

A.直接B.间接C.外D.分接2.光纤通信的三个低损耗窗口是1310nm、850nm、__________μm。

A.1560B.1550C. 1.55D. 1.513.渐变型光纤是指___________是渐变的。

A.纤芯和包层的折射率B.纤芯的折射率C.包层的折射率D.模式数量4.下面哪一句话是不正确的。

A.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从驻波方程B.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从麦克斯韦方程组C.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从波动方程D.光波是一种电磁波，在光纤中传输时一定服从亥姆霍兹方程5.相位常数是指均匀平面波在均匀介质中传输时，每传播产生的相位变化。

A.任意、1秒B.理想、1米C.各向同性、1小时D.无限大、单位距离6.全反射条件是____________________。

A.n1 sinθ1=n2 sinθ2B.k0n1<β< k0n2C.0≤φ≤φmaxD.n1 > n2，900>θ1≥θc7.当光纤纤芯的折射率与包层的折射率时，称为弱导波光纤。

A.差2倍B.相差很大C.差别极小D.相等学生答: [C;]8.在子午面上的光射线在一个周期内和该平面中心轴交叉两次，这种射线被称为。

A.反射线B.子午线C.斜射线D.折射线知识点: 阶跃型光纤学生答案:[B;]得分: [5] 试题分值:5.09.只有满足条件的射线能够在纤芯和包层交界面处形成，从而将入射波的能量全部转移给反射波。

A.辐射波、全反射B.全反射、泄漏波C.单模传输、衰减波D.入射角≥介质交界面处的临界角、全反射知识点: 阶跃型光纤学生答案:[D;]得分: [5] 试题分值:5.010.阶跃型光纤中数值孔径的计算式为____________________。

第 4 章无源光器件1.光纤的连接损耗有哪些？如何降低连接损耗？解：连接损耗可分为外部损耗和内部损耗。

外部损耗主要有轴向位移、连接间隔、倾斜位移、截面不平整。

内部损耗主要是由于光纤的波导特性和几何特性差异导致的损耗，包括纤芯的直径、纤芯区域的椭圆度、光纤的数值孔径、折射率剖面等。

采用较好的连接方法，改善连接器的性能。

2•试用2X2耦合器构成一个8Xg空分开关阵列，画出连接图和输入输出端口信号间流向，计算所需开关数。

解：123456781234578需开关数12 个。

3.讨论图 5.22 所示平面阵列波导光栅的设计思想和方法。

解：设计思想：将同一输入信号分成若干路分别经历不同的相移后又将它们合在一起输出；设计方法：将N个输入波导和N个输出波导，二个聚焦平面波导（星型耦合器）和通道阵列波导，集成在单一衬底上。

使得输入／输出波导的位置和阵列波导的位置满足罗兰圆规则。

4.简述光耦合器和WDM 分波器有什么不同。

解：在宽带光纤耦合器中，通常通过改变熔融拉锥工艺，使耦合器输出端口的分光比不受波长的影响。

相反，在WDM 器件中则改变熔融拉锥工艺，使分光比随波长急剧变化。

5.光滤波器有哪些种类，滤波器应用在什么场合？解：光滤波器主要有F-P腔滤波器、M-Z干涉滤波器、阵列波导光栅滤波器、声光可调滤波器，光纤光栅滤波器。

光滤波器用于滤出特定波长的光信号。

6.光开关有哪些性能参数，在光纤通信中有什么作用？解：光开关的性能参数主要有开关时间、通断消光比、插入损耗、串扰、偏振依赖损耗；光开关在光纤通信技术中作光路切换之用，如系统的主备切换等。

它是光交换的关键器件，在光网络中有许多应用场合。

7•简述F-P腔可调谐滤波器的工作原理。

解：F-P腔型滤波器的主体是F-P谐振腔，是由一对高度平行的高反射率镜面构成的腔体，当入射光波的波长为腔长的整数倍时光波可形成稳定振荡，输出光波之间会产生多光束干涉，最后输出等间隔的梳状波形。

通过改变腔长L 或腔内的折射率n 来改变滤波器的中心波长。

数字光纤通信系统一般由光发射机、光中继器、光纤和光接收机组成。

一、光纤和光缆光纤是光导纤维的简称，由纤芯、包层和涂覆层3部分组成。

光缆是一根或多根光纤或光纤束制成的符合光学、机械和环境特性的结构体。

二、通信用光器件（有源光器件和无源光器件）1、光源光源的作用是将电信号转换成光信号并送入光纤线路中进行传输。

有半导体激光器（LD，有阈值器件）和半导体发光二极管（LED，无阈值器件）。

激光器的工作原理所谓激光器就是激光自己振荡器。

构成一个激光振荡器必须具备的部件有：必须有产生激光的工作物质（激活物质）；必须有能够使工作物质处于粒子数反转分布状态的激励源（泵浦源）；必须有能够完成频率选择及反馈作用的光学谐振腔。

2、光电检测器光电检测器是光接收端机的第一个部件，主要完成光信号到电信号的转换功能。

3、无源光器件无源光器件是指未发生光电能量转换的器件，它是构成光纤通信系统的基本而且必不可少的器件。

Ⅰ、光纤连接器（对应于电路中的电接插件）光纤连接器，又称光纤活动连接器，俗称活接头。

光纤连接器一般采用某种机械和光学结构，使两根光纤的纤芯对准并接触良好，保证90%以上的光能够通过。

Ⅱ、光衰减器（对应于电路中的电阻）光衰减器是用来对输入的光信号功率进行一定程度的衰减，以满足各种需要。

Ⅲ、光耦合器（对应于三通或多通）光耦合器是分路或合路光信号的器件。

它的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出（分路），或把多个输入的光信号组合成一个输出（耦合）。

Ⅳ、光隔离器和光环形器（对应于电路中的普通二极管）光隔离器是保证光波只能正向传输的器件。

光环形器与光隔离器的工作原理基本相同，只是光隔离器一般为两端口器件，而光环行器则为多端口器件。

Ⅴ、光开关（对应于电路中的电开关）光开关是指能够控制传输通路中光信号通或断或进行光路切换作用的器件。

Ⅵ、光波长转换器光波长转换器是指能够将光信号从一个波长转换到另一个波长的器件。

Ⅶ、光波分复用器（对应于电路中的混频器）在一根光纤中能同时传输多个波长光信号的技术，称为光波分复用技术，波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），原理上讲，合波器与分波器是相同的。